基于有限元法的结构可靠度分析优化算法的实现 被引量：4

1

作者 程颖 涂宏茂 樊红丽 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期305-308,共4页

为快速、高效地进行基于随机有限元法的结构可靠度分析,从结构可靠性指标的几何意义出发,提出了在ANSYS平台上采用有限元法和梯度优化算法相结合的方法进行可靠度分析的构想,对ANSYS进行二次开发实现了该方法.算例结果表明,该方法与Mont... 为快速、高效地进行基于随机有限元法的结构可靠度分析,从结构可靠性指标的几何意义出发,提出了在ANSYS平台上采用有限元法和梯度优化算法相结合的方法进行可靠度分析的构想,对ANSYS进行二次开发实现了该方法.算例结果表明,该方法与Monte-Carlo法的计算精度基本一致,但需要的计算量比验算点法还要少.因而,该方法能用较少的有限元计算次数得到较精确的可靠度和验算点值. 展开更多

关键词 结构可靠度 优化算法 ANSYS 随机有限元法

下载PDF 职称材料

原始随机空间内结构可靠度的二次二阶矩法 被引量：3

2

作者 钱云鹏 陈凤熹 +1 位作者 涂宏茂 刘勤 《机械设计》 CSCD 北大核心 2008年第2期32-34,共3页

研究了原始随机空间内结构可靠度计算的二次二阶矩法。这种方法不必把功能函数变换到独立标准正态空间,也不需要计算联合概率密度函数对数的一阶、二阶偏导数,计算步骤简便且利于编程计算,因此适合于工程应用。对于计算过程中涉及到的Sc... 研究了原始随机空间内结构可靠度计算的二次二阶矩法。这种方法不必把功能函数变换到独立标准正态空间,也不需要计算联合概率密度函数对数的一阶、二阶偏导数,计算步骤简便且利于编程计算,因此适合于工程应用。对于计算过程中涉及到的Schmidt正交化和Hesse矩阵的计算,进行了详细的讨论,提出了具体的实现步骤。3个算例的结果验证了方法的正确性。 展开更多

关键词 机械学 可靠性 二次二阶矩 功能函数 原始随机空间

下载PDF 职称材料

ANSYS下齿轮弯曲强度可靠性分析 被引量：1

3

作者 涂宏茂 程颖 《CAD/CAM与制造业信息化》 2005年第12期43-44,共2页

本文的作者实现了对ANSYS的二次开发,完成了渐开线直齿圆柱齿轮的参数化建模,并对齿轮做了弯曲强度的可靠性分析,算例结果表明,该方法是可行且高效的。

关键词 结构可靠性分析 ANSYS 弯曲强度 有限元分析软件 蒙特卡罗法 齿轮 人机交互界面 设计成本 响应面法 计算平台

下载PDF 职称材料

结构逆可靠度最可能失效点的改进搜索算法 被引量：3

4

作者 钱云鹏 涂宏茂 +1 位作者 刘勤 李涛 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期394-399,共6页

确定逆可靠度最可能失效点(MPPIR)是结构逆可靠度分析的核心问题,以改进均值法(AMV)及其改进方法应用最广泛。但当功能函数非线性程度较高或为非凸非凹函数时,AMV易出现周期振荡等不收敛问题。以现有的AMV改进方法为基础,通过迭代过程... 确定逆可靠度最可能失效点(MPPIR)是结构逆可靠度分析的核心问题,以改进均值法(AMV)及其改进方法应用最广泛。但当功能函数非线性程度较高或为非凸非凹函数时,AMV易出现周期振荡等不收敛问题。以现有的AMV改进方法为基础,通过迭代过程中控制搜索方向和步长,提出一种MPPIR的改进搜索算法,并结合不精确一维搜索方法给出了具体的计算流程。数值算例分析表明:提出的算法与AMV相比具有更好的收敛性,与弧长搜索法相比不需要采用优化方法确定最优步长,且对于非凸非凹功能函数以及高度非线性功能函数都具有良好的收敛性。 展开更多

关键词 可靠度 逆可靠度 改进均值法 逆可靠度最可能失效点 搜索算法

原文传递

硅基MEMS安全系统参数化仿真方法研究 被引量：1

5

作者 畅玉洁 涂宏茂 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期64-70,共7页

针对传统MEMS安全系统不具备通用化应用设计的问题,基于一体化设计思想,提出一种硅基MEMS安全系统。编写Matlab程序对阈值判定机构可靠解保的临界g值进行研究,并对边界进行分析,得到阈值判定机构连接节点的参数化设计方法。结果表明:当... 针对传统MEMS安全系统不具备通用化应用设计的问题,基于一体化设计思想,提出一种硅基MEMS安全系统。编写Matlab程序对阈值判定机构可靠解保的临界g值进行研究,并对边界进行分析,得到阈值判定机构连接节点的参数化设计方法。结果表明:当离心加速度超过52 320g时,阈值判定机构能可靠解除保险,且参数化连接节点临界断裂g值的理论结果和仿真结果吻合度较高,误差均小于10%。本文的参数化研究方法可为MEMS引信的快速及通用化设计提供思路。 展开更多

关键词 MEMS安全系统 参数化设计 仿真分析

下载PDF 职称材料

改进的结构系统可靠度的条件边缘乘积法 被引量：2

6

作者 涂宏茂 钱云鹏 +1 位作者 姬广振 李娟 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2012年第10期321-326,共6页

分析了结构系统可靠度计算与多维正态积分之间的转化关系,以及原有的用于多维正态积分计算的条件边缘乘积法的不足之处,从条件正态分位数计算和相关系数矩阵修正两方面给出改进措施,形成一种改进的条件边缘乘积法。该方法采用数值积分... 分析了结构系统可靠度计算与多维正态积分之间的转化关系,以及原有的用于多维正态积分计算的条件边缘乘积法的不足之处,从条件正态分位数计算和相关系数矩阵修正两方面给出改进措施,形成一种改进的条件边缘乘积法。该方法采用数值积分方法进行二维正态分布函数的计算,提高原有方法中条件正态分位数计算的精度,并在此基础上对各相关系数矩阵进行修正,从而有效提高了原有方法在串联系统可靠度计算中的精度。同时,将这一改进方法与单失效模式下的结构可靠度显式迭代算法相结合,提出从单元到系统的结构系统可靠度分析流程。数值算例表明了这一改进方法的有效性和实用性。 展开更多

关键词 结构系统可靠度 条件概率 多维正态积分 条件边缘乘积法 条件正态分位数

原文传递

电动舵机控制系统可靠性仿真与优化 被引量：12

7

作者 张侦英 钱云鹏 +1 位作者 涂宏茂 刘勤 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期107-113,共7页

利用MATLAB SIMULINK和MSC.ADAMS软件建立了某型电动舵机控制系统的动力学仿真模型,针对其动作不到位、频响缓慢、超调等整机性能故障,考虑主要控制参数的随机性,通过拟合性能参数与随机参数的响应面模型进行了可靠性分析;以运动精度误... 利用MATLAB SIMULINK和MSC.ADAMS软件建立了某型电动舵机控制系统的动力学仿真模型,针对其动作不到位、频响缓慢、超调等整机性能故障,考虑主要控制参数的随机性,通过拟合性能参数与随机参数的响应面模型进行了可靠性分析;以运动精度误差最小为目标,考虑多个性能可靠度约束建立优化模型,运用概率功能度量法得到了优化的控制参数设计方案。与常规优化结果对比表明,基于该设计方案的电动舵机具有更好的性能和可靠性。 展开更多

关键词 电动舵机 可靠性仿真 响应面 可靠性优化 概率功能度量

下载PDF 职称材料

考虑失效模式相关性的机械系统可靠性分析 被引量：7

8

作者 涂宏茂 孙志礼 +1 位作者 姬广振 钱云鹏 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期1453-1458,共6页

考虑失效模式相关性对机械系统可靠性的影响,提出了一种基于FORM(first order reliability methods)近似的系统可靠性分析方法及其实施流程.采用FORM计算系统各失效模式的可靠度和灵敏度,在此基础上,获得用于衡量失效模式相关性的相关... 考虑失效模式相关性对机械系统可靠性的影响,提出了一种基于FORM(first order reliability methods)近似的系统可靠性分析方法及其实施流程.采用FORM计算系统各失效模式的可靠度和灵敏度,在此基础上,获得用于衡量失效模式相关性的相关系数矩阵.将系统可靠性模型求解转化为多维正态积分计算,进而采用高效的近似方法获得系统可靠度.给出失效模式灵敏度和随机变量灵敏度的定义及其相应的计算方法.算例结果表明:该方法能够获得较为准确的系统可靠度,且具有较高的计算效率,能够有效识别关键失效模式和随机影响因素. 展开更多

关键词 失效模式相关性 系统可靠度 可靠性分析 灵敏度分析 相关系数矩阵 多维正态积分

下载PDF 职称材料

引信微机电安全系统的可靠性分析与改进 被引量：6

9

作者 涂宏茂 孙志礼 +1 位作者 钱云鹏 刘勤 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期664-672,共9页

在引信微机电(MEMS)安全系统结构设计与仿真分析的基础上,对其开展了量化的工作可靠性水平评估,并进行设计方案的改进和试验验证。针对小口径弹药引信的工作环境特点,给出MEMS安全系统的设计方案和关键结构的设计要求,并利用有限元仿真... 在引信微机电(MEMS)安全系统结构设计与仿真分析的基础上,对其开展了量化的工作可靠性水平评估,并进行设计方案的改进和试验验证。针对小口径弹药引信的工作环境特点,给出MEMS安全系统的设计方案和关键结构的设计要求,并利用有限元仿真分析初步确定设计方案的可行性。同时,为在结构仿真分析的基础上开展定量的可靠性分析,提出基于有限元法的结构可靠性仿真方法及其实现流程,并以ANSYS软件为例提出CAE程序的集成方法和实现步骤,解决可靠性分析程序对有限元软件工具的自动调用问题。综合考虑载荷、结构尺寸和材料参数等因素的随机性,分析关键结构的可靠性水平和主要的影响因素,并据此给出了增加电推冲器装药量、控制关键尺寸的变异系数和取消闭锁机构等改进建议。加工MEMS安全系统的实物样机,并通过试验验证了该设计方案的可行性。 展开更多

关键词 兵器科学与技术 引信微机电安全系统 可靠性分析 可靠度 灵敏度

下载PDF 职称材料

基于单循环功能度量法的结构可靠寿命优化设计 被引量：4

10

作者 刘勤 孙志礼 +1 位作者 涂宏茂 姬广振 《兵器装备工程学报》 CAS 2016年第6期6-9,34,共5页

针对常规的寿命优化设计,未考虑疲劳、磨损影响系数等因素的分散性,引入单循环方法,提出了一种以可靠寿命为目标、约束的结构优化设计方法;将可靠寿命迭代求解与优化计算迭代同步进行,显著提高计算效率;通过对某型车辆传动箱的结构可靠... 针对常规的寿命优化设计,未考虑疲劳、磨损影响系数等因素的分散性,引入单循环方法,提出了一种以可靠寿命为目标、约束的结构优化设计方法;将可靠寿命迭代求解与优化计算迭代同步进行,显著提高计算效率;通过对某型车辆传动箱的结构可靠寿命优化设计结果表明该方法具有较好的效果和计算效率。 展开更多

关键词 优化设计 可靠寿命 单循环 功能度量法

下载PDF 职称材料

引信MEMS微结构可靠性仿真及实现方法 被引量：2

11

作者 涂宏茂 孙志礼 +1 位作者 姬广振 刘勤 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2017年第4期5-11,共7页

针对目前引信MEMS微结构设计中缺乏高效的可靠性量化仿真方法的问题,提出了基于结构性能仿真的可靠性仿真分析及其实现方法。该方法以ANSYS软件为例给出CAE程序的集成方法和实现步骤,解决可靠性分析程序对有限元软件工具的自动调用问题... 针对目前引信MEMS微结构设计中缺乏高效的可靠性量化仿真方法的问题,提出了基于结构性能仿真的可靠性仿真分析及其实现方法。该方法以ANSYS软件为例给出CAE程序的集成方法和实现步骤,解决可靠性分析程序对有限元软件工具的自动调用问题;采用试验设计和近似建模相结合的方法,有效降低可靠性分析程序对有限元仿真的调用次数,在此基础上,给出结构可靠度计算和灵敏度分析的基本原理;提出可靠性仿真实现的总体程序框架,给出各主要模块的功能及其主要函数的伪代码。实际验证结果表明,该仿真方法具有可行性和实用性。 展开更多

关键词 引信可靠性 MEMS微结构 可靠性仿真 有限元方法 可靠度

下载PDF 职称材料

微加速度计多失效模式可靠性分析 被引量：1

12

作者 涂宏茂 孙志礼 +1 位作者 钱云鹏 张侦英 《科学技术与工程》 北大核心 2016年第35期40-44,51,共6页

以梳齿式电容微加速度计为研究对象,开展考虑刚度失效、黏附失效等多个失效模式共同作用下的可靠性分析。首先,建立表征各失效模式的数学模型;并利用结构可靠度方法进行各失效模式的可靠性分析。然后,进行各失效模式的相关性分析,获得... 以梳齿式电容微加速度计为研究对象,开展考虑刚度失效、黏附失效等多个失效模式共同作用下的可靠性分析。首先,建立表征各失效模式的数学模型;并利用结构可靠度方法进行各失效模式的可靠性分析。然后,进行各失效模式的相关性分析,获得相关系数矩阵。最后,以各失效模式可靠性结果和相关系数矩阵为输入,建立微加速度计多失效模式可靠性分析模型;并进行相应的可靠性分析。一方面给出了微加速度计的可靠度,用于判别微加速计是否满足可靠度要求;另一方面给出了微加速度计各失效模式和各随机变量的量化的重要度排序,用于确定具有针对性的可靠性提高措施。 展开更多

关键词 多失效模式 相关性 可靠度 可靠性分析 灵敏度分析

下载PDF 职称材料

基于失效机理的引信微结构可靠性分析方法

13

作者 涂宏茂 娄文忠 +1 位作者 王辅辅 刘芳怡 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2016年第4期9-14,共6页

针对引信微结构设计分析中仍缺乏有效的可靠性评估方法的问题,结合结构可靠度计算原理,给出基于失效机理的引信微结构可靠性分析方法。该方法以微结构失效模式和失效机理分析为基础,建立表征微结构失效的数学模型,并以此为基础,进行微... 针对引信微结构设计分析中仍缺乏有效的可靠性评估方法的问题,结合结构可靠度计算原理,给出基于失效机理的引信微结构可靠性分析方法。该方法以微结构失效模式和失效机理分析为基础,建立表征微结构失效的数学模型,并以此为基础,进行微结构可靠性模型建立,以及可靠度和灵敏度的量化分析。同时,针对可靠度分析程序对CAE软件的调用需求,提出了通用的可靠性分析程序对CAE软件的集成模式,并以ANSYS为例给出了相应的可靠性分析流程。最后,以MEMS安全系统用微弹簧的可靠性分析为例,证明该方法在量化评估微结构可靠性水平方面的可行性和实用性。 展开更多

关键词 引信可靠性 结构可靠度 失效机理分析 失效机理建模 可靠性灵敏度

下载PDF 职称材料